Fasekjemien

Fasekjemien, ofte omtalt som fasekjemi, er studiet av forhold mellom faser i kjemiske systemer og av fasetransisjoner som skjer ved endringer i temperatur, trykk og sammensetning. En fase er et homogent område i et system som har fysiske egenskaper som kan avgrenses mot andre områder. De vanligste fasene i termodynamiske systemer er fast, væske og gass. Fasekjemien beskriver hvor faser er stabile, hvordan de eksisterer i likevekt, og hvordan andelen av ulike faser endrer seg når forholdene endres.

Fase-diagrammer kartlegger dette ved å avbilde temperatur og trykk eller sammensetning; de viser grensene mellom faser og hvilke faser som er i likevekt ved et bestemt punkt. De sentrale konseptene inkluderer tie-lines, og eutektiske og peritektiske punkter som opptrer i ulike systemer. Den generelle formelen for frihetsgrader i et lukket, ikke-reaktivt system er Gibbs’ faseregel: F = C - P + 2, der C er antall komponenter og P antall faser i likevekt.

Fasekjemien omfatter også fenomener som smelting, fordamping og sublimasjon, samt krystallisering, polymorfisme og fase-separasjon i blandinger. Metastabilitet og nukleasjon spiller en viktig rolle ved avvik fra likevekt. Anvendelser finnes innen materialvitenskap, geokjemi, metallurgi, polymerer og kjemisk industri.